Question

取物质的量浓度相等的NaOH溶液两份甲和乙，每份50mL，分别向甲、乙中通入不等量的CO₂，再继续向两溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液，标准状况下产生的CO₂气体体积与所加的盐酸溶液体积之间的关系如图所示，试回答下列问题：
试分析NaOH在吸收CO₂气体后，在甲所得溶液中存在的溶质是

 

，其物质的量之比是

 

，产生的CO₂气体体积（标况）是

 

．在乙所得溶液中存在的溶质是

 

，其物质的量之比是

 

，产生的CO₂气体体积（标况）是

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：图示题,计算题

分析：假设反应得到溶液中只有碳酸钠，滴加盐酸发生反应：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，前后两阶段消耗盐酸的体积相等，而甲中实际前、后两阶段消耗盐酸体积分别为50mL、25mL，前阶段消耗盐酸体积大于后阶段，故溶质是NaOH和Na₂CO₃；乙中实际前、后两阶段消耗盐酸体积分别为25mL、50mL，前阶段消耗盐酸体积小于后阶段，故溶质是溶Na₂CO₃和NaHCO₃，再根据方程式进行计算．

解答： 解：假设反应得到溶液中只有碳酸钠，滴加盐酸发生反应：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，前后两阶段消耗盐酸的体积相等．
而甲中实际前、后两阶段消耗盐酸体积分别为50mL、25mL，前阶段消耗盐酸体积大于后阶段，故溶质是NaOH和Na₂CO₃，
生成二氧化碳消耗盐酸的体积为75mL-50mL=25mL，生成CO₂气体时，发生反应HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，由CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，可知碳酸钠转化为碳酸氢钠消耗盐酸体积为25mL，故氢氧化钠消耗盐酸体积为50mL-25mL=25mL，由OH^-+H⁺=H₂O、CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，可知碳酸钠与氢氧化钠的物质的量之比等于它们消耗盐酸的体积之比，即n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=1：1，
由HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，可知n（CO₂）=n（HCl）=0.025L×0.1mol/L=0.0025mol，标况下体积为0.0025mol×22.4L/mol=0.056L；
乙中实际前、后两阶段消耗盐酸体积分别为25mL、50mL，前阶段消耗盐酸体积小于后阶段，故溶质是溶Na₂CO₃和NaHCO₃，
碳酸钠转化为碳酸氢钠消耗25mL盐酸，碳酸氢钠完全转化消耗盐酸50mL，二者都是按1：1反应，故原溶液中碳酸氢钠消耗盐酸为50mL-25mL=25mL，由消耗盐酸的关系可知，Na₂CO₃和NaHCO₃的物质的量相同，即物质的量比为1：1，
由HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，可知n（CO₂）=n（HCl）=0.05L×0.1mol/L=0.005mol，标况下体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L；
故答案为：甲：NaOH和Na₂CO₃；1：1；0.056L；乙：Na₂CO₃ 和NaHCO₃；1：1；0.112L．

点评：本题考查混合物的有关计算，根据前后两阶段消耗盐酸体积判断CO₂与NaOH反应产物是关键，侧重考查学生分析计算能力，难度中等．